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1、一、组成,动画、动画2 、动画3由三个构件组成的一种高副机构凸轮cam：具有曲线轮廓或凹槽的构件推杆/ 从动件follower，运动规律由凸轮廓线和运动尺寸决定机架 frame,3-1 凸轮机构的类型和应用,第三章 凸轮机构,二、特点,优点：实现各种复杂的运动要求结构简单、紧凑设计方便缺点：点、线接触，易磨损，不适合高速、重载,三、分类,1 按凸轮的形状分2 按从动件的形状分3 按从动件的运动形式分4 按从动件的布置形式分,1 按凸轮的形状分,盘形凸轮凸轮呈向径变化的盘形结构简单, 应用最广泛移动凸轮凸轮呈板型, 直线移动,圆柱凸轮空间凸轮机构凸轮轮廓做在圆柱体上空间运动,2 按从动件的形状分
2、,尖顶推杆 尖顶始终能够与凸轮轮廓保持接触，可实现复杂的运动规律易磨损，只宜用于轻载、低速滚子推杆 耐磨、承载大，较常用,平底推杆 接触面易形成油膜，利于润滑，常用于高速运动配合的凸轮轮廓必须全部外凸,尖顶推杆,滚子推杆,平底推杆,平底推杆,3 按从动件的运动形式分,直动推杆往复移动轨迹为直线,摆动推杆往复摆动轨迹为圆弧,直动推杆,摆动推杆,4 按从动件的布置形式分,对心直动推杆,偏置直动推杆,二、从动件的常用运动规律,1 等速运动2 等加速等减速运动3 摆线运动,3-2 从动件常用运动规律,一、凸轮机构的运动过程分析,凸轮机构的运动过程分析（基本概念）,从动件的运动规律是指从动件的位移、速度
3、、加速度等随时间t或凸轮转角j变化的规律基圆(以凸轮轮廓最小向径所组成的圆)，基圆半径r0推程，推程运动角0远休止，远休止角01,回程，回程运动角0 近休止，近休止角02 行程（升程），h运动线图: 从动件的位移、速度、加速度等随时间t或凸轮转角j变化关系图,B,C,D,A,重点：如何根据从动件的运动规律（2 与1 函数 关系）作运动线图有几种？特点？,等速运动 1.分析:,从动件作等速运动V2=C,启动瞬间:终止瞬间:,刚性冲击,a 由0 ,速度由V20 ,a 由0,速度由0 V2,从动件的运动规律,10mm,2.作运动线图:,在启动与终止段用其它运动规律过渡 适于低速、轻载、从动杆质量不大
4、，有匀速要求。,h,例：已知从动件作等速运动,20mm，t120, x40,h120,x80,作运动线图。,取作图比例l,二、等加速等减速 p.35 图3-6,a有有限值的突变无速度突变，无刚性冲击,柔性冲击中低速凸轮机构,推程:前半行程等加速 后半行程等减速,回程:前半行程等加速 后半行程等减速,从动件位移函数关系：(V0=0, 等加速等减速 ),位移1 : 4 : 9,推程前半行程取=3,1,4,9,推程后半段等减速(取=3) 对应的2X为9 : 4 : 1,当时间为 1 : 2 : 3 : 4位移为 1 : 4 : 9 :16,作图: (推程)前半行程(h/2)等加速后半行程(h/2)等
5、减速,将每半行程时 间分为(4) 份,位 1 : 4 : 9 :16 移 16 : 9 : 4 : 1,三、 摆线运动正弦加速度运动,运动线图冲击特性：无冲击适用场合：高速轻载,a,d,v,d,0,0,0 1 2 3 4 5 6 7 8,s,d,h,0,当圆沿纵坐标轴作匀速纯滚动时，圆周上一点的轨迹为一摆线。此时该点在纵坐标轴上的投影随时间变化的规律称摆线运动规律，由于其加速度曲线为正弦曲线，故又称为正弦加速度运动规律,3-3 按给定从动件运动规律绘制凸轮轮廓,解析法精度高，可借助计算机进行辅助设计，与数控加工设备结合后可实现无图纸加工，是目前常用的方法；该方法的缺点是不直观，要求初学者有较好
6、的数学基础。图解法精度低，但直观简便，有助于帮助初学者掌握设计理论和方法。,一、凸轮廓线设计的基本原理,相对运动原理法:(也称反转法):对整个系统施加-w运动,此时，凸轮保持不动推杆作复合运动=反转运动(-) +预期运动(s),二、作图法设计凸轮廓线,作图步骤：1 根据从动件的运动规律：作出位移线图S2-1，并等分角度2 定基圆3 作出推杆在反转运动中依次占据的位置4 据运动规律，求出从动件在预期运动中依次占据的位置5 将两种运动复合，就求出了从动件尖端在复合运动中依次占据的位置点6 将各位置点联接成光滑的曲线7 在理论轮廓上再作出凸轮的实际轮廓,1 直动从动件盘形凸轮2 摆动推杆盘形凸轮机构,1 直动从动件盘形凸轮,已知：r0，推杆运动规律，凸轮逆时针方向转动设计：凸轮廓线,按尖顶从动件作凸轮轮廓线0(理论轮廓),理论廓线0,实际廓线,以0各点为圆心作圆(滚子半径为径),作这些圆的包络线(实际轮廓),直动滚子从动件盘形凸轮,2 摆动推杆盘形凸轮机构（自学）,分析：,已知：r0，机架长度，推杆运动规律，凸轮逆时针方向转动设计：凸轮廓线,摆动推杆盘形凸轮机构设计,思考题：,在设计凸轮时，滚子半径的选择对凸轮理论轮廓和实际轮廓有何影响？,
